采样电路和分流器的制作方法

[0001]
本发明涉及分流器技术领域，具体涉及一种采样电路和分流器。


背景技术：

[0002]
分流器一般包括一个阻值很小的电阻，能够根据电阻的伏安特性测量电流，工业应用中，分流器一般用于测量直流电流。在某些特殊的场合，比如储能系统的soc估算场景中，对电流的精度要求非常的高。因此，提高分流器的电流的采样精度至关重要。
[0003]
分流器包括采样部分和分流部分。目前，分流器分流部分的电阻值达到了纳欧姆级别，1000a左右的电流才可能带来1mv左右的采样电压波动，精度非常高。因此，在使用分流器进行电流采样的电路中，绝大部分的误差来自于采样部分，其中包括采样部分电路的形式、分流器到采样部分的干扰及ad转换的精度等等。即使这些误差虽然可以后期通过软件矫正，但是软件矫正过程相对复杂，工作量也比较大，需要针对每一台设备进行校准，才能提高电流的采样精度。
[0004]
因此，目前的分流器存在误差大、校准复杂的问题。


技术实现要素：

[0005]
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种采样电路和分流器，以克服目前分流器误差大、校准复杂的问题。
[0006]
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
[0007]
一种采样电路，包括集成电路板和设置在所述集成电路板上的控制子电路、通信子电路、采样接口；
[0008]
所述采样接口用于通过预设长度的物理线与外部的分流电路相连；所述采样接口用于接收所述分流电路采集的电参数；
[0009]
所述控制子电路的ad转换接口与所述采样接口相连，所述控制子电路用于按照预先存储的校准程序对所述电参数进行校准，得到采样值；
[0010]
所述通信子电路与所述控制子电路的通讯接口相连，所述通信子电路用于输出所述采样值。
[0011]
进一步地，以上所述的采样电路，还包括电源转换子电路；
[0012]
所述电源转换子电路设置在所述集成电路板上；
[0013]
所述电源转换子电路同时与所述控制子电路的用电接口、所述通信子电路相连。
[0014]
进一步地，以上所述的采样电路，还包括电源接口；
[0015]
所述电源接口设置在所述集成电路板上；
[0016]
所述电源接口与所述电源转换子电路相连，所述电源接口还用于与外部的电源设备相连。
[0017]
进一步地，以上所述的采样电路，还包括通信接口；
[0018]
所述通信子电路包括有线通信模组；
[0019]
所述通信接口与所述有线通信模组相连，所述通信接口还用于与外部的接收设备相连。
[0020]
进一步地，以上所述的采样电路，所述通信接口的通信方式包括485通信、can通信、spi通信。
[0021]
进一步地，以上所述的采样电路，所述通信子电路包括无线通信模组；
[0022]
所述无线通信模组通过无线网络与外部的接收设备相连。
[0023]
进一步地，以上所述的采样电路，所述控制子电路还包括存储接口；
[0024]
所述控制子电路的存储接口用于和外部的输入设备相连，所述控制子电路用于存储并执行所述输入设备发送的所述校准程序和/或二次开发程序。
[0025]
进一步地，以上所述的采样电路，所述集成电路板包括pcb板。
[0026]
进一步地，以上所述的采样电路，所述物理线通过螺钉固定在所述分流电路上。
[0027]
本发明还提供了一种分流器，包括分流电路、物理线、螺钉和以上任一项所述的采样电路；
[0028]
所述采样电路与所述分流电路通过所述物理线相连；
[0029]
所述物理线通过所述螺钉固定在所述分流电路上。
[0030]
本发明的采样电路和分流器，采样电路设置有控制子电路、通信子电路、采样接口，并且将控制子电路、通信子电路、采样接口全部设置在集成电路板上，采样接口通过预设长度的物理线与外部的分流电路相连，缩小了采样电路与外部的分流电路的距离，有效减小了采样部分的误差，而且，控制子电路的ad转换接口与采样接口相连，通信子电路与控制子电路的通讯接口相连。采样接口接收分流电路采集的电参数，控制子电路按照预先存储的校准程序对电参数进行校准，得到采样值，通信子电路将校准后的采样值输出，实现了自动校准，简化了校准程序。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]
图1是本发明采样电路一种实施例提供的结构图；
[0033]
图2是本发明采样电路一种实施例提供的电路框图；
[0034]
图3是本发明分流器一种实施例提供的结构图。
具体实施方式
[0035]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
[0036]
图1是本发明采样电路一种实施例提供的结构图，图2是本发明采样电路一种实施例提供的电路框图。
[0037]
如图1和图2所示，本实施例的采样电路包括集成电路板13和设置在集成电路板13上的控制子电路10、通信子电路11、采样接口12。本实施例将控制子电路10、通信子电路11、采样接口12均集成在上述的集成电路板13上，有效提高了本实施例的采样电路的集成性，能够缩短本实施例的采样电路与分流电路的差异与距离，同时也缩短了控制子电路10、通信子电路11、采样接口12之间的导线长度，减小了采样电路可能带来的误差影响。
[0038]
采样接口12通过预设长度的物理线18与外部的分流电路相连，物理线18通过螺钉19固定在所述分流电路上。采样接口12用于接收分流电路采集的电参数。控制子电路10的ad转换接口与采样接口12相连，通信子电路11与控制子电路10的通讯接口相连。在一种具体地实施方式中，采样接口12包括两个接线端点，两个接线端点均通过预设长度的物理线18与外部的分流电路相连并通过螺钉19固定，如图1所示。
[0039]
在一种具体地实施方式中，在条件允许的情况下尽量缩短物理线18的长度，以缩短分流电路与本实施例的采样电路的距离，减小采样电路带来的误差影响。
[0040]
本实施例的控制子电路10中存储有出厂时设置的校准程序，控制子电路10用于按照预先存储的校准程序对电参数进行校准，得到校准后的采样值，通信子电路11用于输出上述采样值，完成电路采样的工作。本实施例不需要根据使用情况对每一台设备进行校准，简化了校准程序，在实际运用中可适配各种运用场合。
[0041]
进一步地，本实施例采样电路，还包括电源转换子电路14。如图1所示，本实施例的电源转换子电路14设置在集成电路板13上。电源转换子电路14同时与控制子电路10的用电接口、通信子电路11相连。电源转换子电路14用于进行电源转换，可以将外部的电源设备输入的高电压电源转换为3.3v或者5v的弱电，将转换好的弱电供给控制子电路10和通信子电路11。电源转换子电路14可以采用现有技术中已经非常成熟的降压芯片，具体接线图参照现有技术即可，本实施例不做限定。
[0042]
进一步地，如图2所示，本实施例的采样电路，还包括电源接口15。电源接口15也设置在集成电路板13上，电源接口15与电源转换子电路14相连。电源接口15用于连接外部的电源设备，电源设备产生的电流通过电源接口15后流入电源转换子电路14，电源转换子电路14进行电源转换后，可以将外部的高电压电流转换为3.3v或者5v的弱电，将转换好的弱电供给控制子电路10和通信子电路11使用。
[0043]
进一步地，本实施例的采样电路，还包括通信接口16。通信子电路11包括有线通信模组111，通信接口16与有线通信模组111相连，通信接口16还用于与外部的接收设备通过有线的方式相连。即，可以将采样值通过有线的方式发送给外部的接收设备，供外部的接收设备使用。
[0044]
本实施例的采样电路，通信接口16的通信方式包括但不限于485通信、can通信、spi通信。可以根据外部的接收设备的接口类型进行适配，本实施例不做限定。
[0045]
本实施例中，将电源接口15和通信接口16集成设置为电源通信集成接口17，如图1所示。
[0046]
进一步地，本实施例的采样电路，通信子电路11还包括无线通信模组112。无线通信模组112可以通过无线网络与外部的接收设备相连。若外部的接收设备具备无线传输的功能，本实施例的无线通信模组112可以将采样值通过无线的方式发送给外部的接收设备，供外部的接收设备使用。无线通信模组112可以使用wifi模组或者蓝牙模组等，本实施例不
做限定。
[0047]
进一步地，本实施例的采样电路，控制子电路10还包括存储接口。控制子电路10的存储接口用于和外部的输入设备相连，控制子电路10用于存储并执行输入设备发送的校准程序和/或二次开发程序。其中，存储接口为非易失性存储介质接口。例如，eeprom。
[0048]
在一种具体地实施方式中，控制子电路10包括adi的aducm330wdcpz的高精度ad采样芯片。aducm330wdcpz的高精度ad采样芯片包括高精度ad转换接口、通信接口及非易失性存储介质。其中，高精度ad采样芯片的非易失性存储介质接口作为控制子电路10的存储接口，高精度ad采样芯片的电源接口作为控制子电路10的用电接口，高精度ad采样芯片的高精度ad转换接口作为控制子电路10的ad转换接口，高精度ad采样芯片的通讯接口相连作为控制子电路10的通讯接口。
[0049]
本实施例的aducm330wdcpz的高精度ad采样芯片能够获取采样数据，将采样数据通过通信接口传出，并且具备二次开发能力，可以根据实际应用场景进行二次开发。
[0050]
在一种具体地实施方式中，电参数为电流ad值。
[0051]
在出厂前可以对采样电路和分流电路上电进行首次采样校准，得到误差调整值，最后将误差调整值对应的校准程序存入eeprom里，该误差调整值是采样电路和分流电路两个电路的误差之和，在实际运用场景中，控制子电路10执行的校准程序为：每次计算采样电流值都应该在电流ad值的基础上加上该误差调整值，以消除分流器本身的误差影响。
[0052]
例如，在0电流状态下，理论上检测得到的电流ad值为250，那么在电流为正时，电流ad值应为大于250，电流为负时，电流ad值应小于250。
[0053]
假如在实际校准过程中，0电流状态下检测得到的校准电流ad值为240，则与上述理论上的电流ad值偏差10，则得到误差调整值为10，将误差调整值10对应的校准程序存入eeprom里。在实际采样工作过程中，控制子电路10需要按照校准程序，在采集到的电流ad值加上10，得到最终的采样值。
[0054]
假如在实际校准过程中，0电流状态下检测得到的校准电流ad值为260，则与上述理论上的电流ad值偏差-10，则得到误差调整值为-10，将误差调整值-10对应的校准程序存入eeprom里。在实际采样工作过程中，控制子电路10需要按照校准程序，在采集到的电流ad值加上-10，得到最终的采样值。
[0055]
最终得到的采样值可以通过通信子电路11上传给需要的输出设备，或者二次开发后将所需要的采样值数据上传给相应的输出设备。例如，在储能系统运用中，可以对控制子电路10进行二次开发，把安时积分计算得到的soc变化量也发送给bms；通过尽可能降低采样电路到采样点的干扰、出厂前0偏置校准来尽可能降低采样误差，通过高精度ad来实现高精度电流采样，通过通信子电路11直接传输采样值，可满足对电流采样精度较高的应用场合。
[0056]
在一种具体地实施方式中，采样电路，集成电路板13包括pcb板。需要说明的是，控制子电路10、通信子电路11、采样接口12、电源转换子电路14、电源接口15、通信接口16在pcb板上的设置位置可以根据具体应用场景确定，本实施例不做限定。使用pcb可以提高集成度，且成本低。
[0057]
进一步地，本实施的采样电路，还包括显示屏，显示屏与电源接口15相连。显示屏用于将测量值显示出来。
[0058]
在一种具体地实施方式中，还可以采用芯片级的封装方式封装采样电路，将各个子电路封装到芯片内部。
[0059]
本实施例的采样电路，设置有控制子电路10、通信子电路11、采样接口12，并且将控制子电路10、通信子电路11、采样接口12全部设置在集成电路板13上，采样接口12通过预设长度的物理线18与外部的分流电路相连，缩小了采样电路与外部的分流电路的距离，有效减小了采样部分的误差，而且，控制子电路10的ad转换接口与采样接口12相连，通信子电路11与控制子电路10的通讯接口相连。采样接口12接收分流电路采集的电参数，控制子电路10按照预先存储的校准程序对电参数进行校准，得到采样值，通信子电路11将校准后的采样值输出，实现了自动校准，简化了校准程序。
[0060]
基于一个总的发明构思，本实施例还提供了一种分流器。
[0061]
图3是本发明分流器一种实施例提供的结构图。
[0062]
如图3所示，本实施例的分流器，包括分流电路21、物理线18、螺钉19和以上实施例的采样电路22；采样电路22的采样接口通过预设长度的物理线18与分流电路21相连。
[0063]
进一步地，本实施例的分流器，物理线18通过螺钉19固定在分流电路上。
[0064]
在一种具体地实施方式中，采样电路22集成设置在pcb板上，分流电路21也集成设置在pcb板。
[0065]
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
[0066]
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
[0067]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0068]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。